DE3126386A1 - "PRESS-MOLDABLE, HIGH-STRENGTH, COLD-ROLLED STEEL SHEET WITH A TWO-PHASE STRUCTURE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents
"PRESS-MOLDABLE, HIGH-STRENGTH, COLD-ROLLED STEEL SHEET WITH A TWO-PHASE STRUCTURE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOFInfo
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Description
Preßumformbares, hochfestes, kaltgewalztes Stahlblech mit einem Zweiphasengefüge und Verfahren zu seiner HerstellungPress-formable, high-strength, cold-rolled steel sheet with a two-phase structure and process for its Manufacturing
Die Erfindung betrifft ein leicht preßumformbares, hochfestes, kaltgewalztes Stahlblech mit einem Zweiphasengef üge (Ferrit und Martensit), das eine Zugfestigkeit in der Größenordnung von 392,4 bis 490,5The invention relates to an easily press-deformable, high-strength, cold-rolled steel sheet with a two-phase structure (ferrite and martensite), which has a tensile strength on the order of 392.4 to 490.5
N/mm2 (40 bis 50 kg/mma) und eine niedrige . Streckgrenze hat. Die Erfindung befaßt sich auch mit einem Verfahren zum Herstellen eines solchen Stahlblechs.N / mm 2 (40 to 50 kg / mm a ) and a low one. Has yield point. The invention is also concerned with a method of manufacturing such a steel sheet.
Aus Sicherheitsgründen für die Fahrzeuginsaßen und zur Verminderung der Gaswege hat das Bedürfnis nach einem hochfesten, kaltgewalzten Stahlblech zur Verwendung für Kraftfahrzeugteile in den letzten Jahren stark zugenommen. Mit der heutzutage verfügbaren Preßumformtechnik werden der größte Teil der Innen- und Außenverkleidungsteile von Fahrzeugen aus kaltgewalzten Blechen hergestellt, die eine Zugfestigkeit von 343,35 bis 490,5 N/mm2 (35 bis 50 kg/mm2) haben, und es wird als sehr schwierig angesehen, kaltgewalzte Bleche mit einer Zugfestigkeit von 588,6 N/mm2 (60 kg/mm2) oder größer bei solchen Teilen anzuwenden.For safety reasons for vehicle occupants and to reduce gas passages, the need for a high strength cold rolled steel sheet for use in automotive parts has greatly increased in recent years. With the press forming technology available today, most of the interior and exterior trim parts of vehicles are and will be made from cold rolled sheet metal that has a tensile strength of 343.35 to 490.5 N / mm 2 (35 to 50 kg / mm 2 ) considered very difficult to apply cold rolled sheets with a tensile strength of 588.6 N / mm 2 (60 kg / mm 2 ) or greater to such parts.
Hochfeste, kaltgewalzte Stahlbleche mit einer hohen Festigkeit durch eine feste Lösung oder Ausfällen wurden zur Verwendung als Innenverkleidungsbleche und Außenbegrenzungsteile entwickelt. Ihre hohe Festigkeit bringt unvermeidbar eine größere Streck-High-strength, cold-rolled steel sheets with a high strength by a solid solution or failure were developed for use as interior trim panels and exterior perimeter parts. Your high Strength inevitably leads to greater elongation
grenze mit sich, wodurch nicht nur die Preßumformung schwierig wird/ sondern auch die Neigung zunimmt, daß das Teil zurückfedert, was dazu führt, daß es als solches Material eine geringe Fähigkeit hat, die durch das Preßumformen verliehene Gestalt beizubehalten. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit ist ein hochfestes, kaltgewalztes Stahlblech mit einem Zweiphasengefüge vorgeschlagen worden, das die Ferritphase und die Martensitphase enthält. Ein wärmebehandeltes Erzeugnis aus diesem Stahlblech bringt keine Streekgrenzendehnung mit sich, hat ein niedriges Streckverhältnis und eine gute Duktilität bzw. ümformbarkeit, so daß die Anforderungen der sich mit der Fahrzeugherstellung befassenden Industrie erfüllt werden können. Ein Erzeugnis mit einem hochfesten Bereich, das eine Zugfestigkeit von größer als 4 90,5 N/mm2 (50 kg/mm2) hat, läßt sich leicht aus diesem Stahlblech mit einem Zweiphasengefüge herstellen. Es ist jedoch nicht einfach, ein kaltgewalztes Stahlblech mit einem Zweiphasengefüge und einem niedrigen Festigkeitsbereich entsprechend der Art herzustellen, die bei der Er-' findung in Betracht kommt, d.h. ein Stahlblech, das eine Zugfestigkeit in der Größenordnung von 392,4 bis 490,5 N/mm2 (40 bis 50 kg/mm2) und ein niedriges Streckverhältnis hat.limit with itself, which not only makes the press work difficult / but also increases the tendency for the part to spring back, resulting in that, as such a material, it has poor ability to maintain the shape imparted by the press working. To overcome this problem, a high-strength cold-rolled steel sheet having a two-phase structure containing the ferrite phase and the martensite phase has been proposed. A heat-treated product made from this steel sheet does not involve strain limit elongation, has a low stretch ratio and good ductility or formability, so that the requirements of the automotive industry can be met. A product with a high-strength area that has a tensile strength greater than 490.5 N / mm 2 (50 kg / mm 2 ) can be easily made from this steel sheet having a two-phase structure. However, it is not easy to produce a cold-rolled steel sheet having a two-phase structure and a low strength range according to the type contemplated in the present invention, that is, a steel sheet having a tensile strength on the order of 392.4 to 490.5 N / mm 2 (40 to 50 kg / mm 2 ) and a low stretch ratio.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, ein leicht preßumformbares, hochfestes, kaltgewalztes Stahlblech mit einem Zweiphasengefüge zu schaffen, das eine Zugfestigkeit in der Größenordnung von 392,4 bis 490,5 N/mm2 (40 bis 50 kg/mm2) und eine niedrige Streckgrenze hat. Auch soll ein zur Er-The invention therefore aims to provide an easily press-formable, high-strength, cold-rolled steel sheet with a two-phase structure which has a tensile strength on the order of 392.4 to 490.5 N / mm 2 (40 to 50 kg / mm 2 ) and a has low yield strength. Also, a
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zeugung eines solchen Stahlblechs dienendes Verfahren angegeben werden. .production of such a steel sheet serving process can be specified. .
Die nach der Erfindung angestrebte Zielsetzung wird mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.The objective pursued according to the invention is achieved with the features of the characterizing part of claim 1 achieved. Further developments of the invention are given in the subclaims.
Nach der Erfindung wird ein hochfestes/ kaltgewalztes Stahlblech mit einem Zwexphasengefuge und einem niedrigen Streckverhältnis geschaffen, das eine Zugfestigkeit in der Größenordnung von 392,4 bis 490,5According to the invention, a high strength / cold rolled Sheet steel with a two-phase structure and a low stretch ratio created a tensile strength on the order of 392.4 to 490.5
N/mm2 (40 bis 50 kg/mm*) hat, und dessen Streckgrenze so niedrig wie bei dem üblichen weichen kaltgewalzten Stahlblech ist, d.h. in der Größenordnung von 196,2 bis 294,3 N/mm2 (20 bis 30 kg/mm2) ist. Bei dieser Entwicklung wird ein neuartiges hochfestes, kaltgewalztes Stahlblech mit einem Zweiphasengefüge (Ferritphase und Martensitphase) aus einem niedrig legierten System hergestellt, wobei die Zusammensetzung C, Mn, B und Spuren von Si enthält, und das frei von den Nachteilen üblicher Erzeugnisse ist.N / mm 2 (40 to 50 kg / mm *), and the yield strength of which is as low as that of the usual soft cold-rolled steel sheet, ie on the order of 196.2 to 294.3 N / mm 2 (20 to 30 kg / mm 2 ). In this development, a new high-strength, cold-rolled steel sheet with a two-phase structure (ferrite phase and martensite phase) is produced from a low-alloy system, the composition of which contains C, Mn, B and traces of Si, and which is free from the disadvantages of conventional products.
Das Stahlblech nach der Erfindung hat die folgende Zusammensetzung:The steel sheet according to the invention has the following Composition:
G: 0,02 bis 0,20 %, Si: weniger als 0,1 %, Mn: 1,0 bis 2,0 %, säurelösliches Al (nachstehend als lösliches Al bezeichnet): 0,005 bis 0,100 %, B: mehr als 0,0003 % und weniger als 0,0050 % in Größen von B-O,7 N bei der Bedingung, daß B/C größer als 0,03 ist, N: weniger als 0,0060 %, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.G: 0.02 to 0.20%, Si: less than 0.1%, Mn: 1.0 to 2.0%, acid-soluble Al (hereinafter referred to as soluble Al): 0.005 to 0.100%, B: more than 0.0003% and less than 0.0050% in sizes of B-O.7 N with the condition that B / C is greater than 0.03 is, N: less than 0.0060%, the remainder being iron and unavoidable impurities.
• «ve «ν• «ve« ν
Ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Stahlblechs nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus/ daß:A method of manufacturing such a steel sheet according to the invention is characterized in that:
1. eine Stahlbramme mit C: 0,02 bis 0,20 %, Si: weniger als 0,1 %, Mn: 1,0 bis 2,0 %, säurelösliches Al: 0,005 bis 0,100 %, B: größer als 0,003 % und weniger als 0,0050 % in Größen von B-O,7 χ Ν unter Berücksichtigung der Bedingung, daß B/C größer als 0,03 ist, N weniger als 0,0060 %, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen in einer Endbearbeitungstemperatur von größer als • dem Ar ,,-Umwandlungspunkt warmgewalzt wird, das warme Band bei einer Geschwindigkeit von 10 bis 150°C/s abgekühlt, das Band bei einer Temperatur von kleiner als 7300C aufgewickelt, gebeizt und der Wickel kaltgepreßt wird, das kaltgewalzte Band bei einer Wärmebehandlungstemperatur zwischen dem Ac1-Umwandlungspunkt und 8000C einer Ausgleichsbehandlung unterworfen wird und das Band mit einer Geschwindigkeit von größer als 3°C/s abgekühlt wird.1. a steel slab with C: 0.02 to 0.20%, Si: less than 0.1%, Mn: 1.0 to 2.0%, acid-soluble Al: 0.005 to 0.100%, B: greater than 0.003% and less than 0.0050% in terms of BO, 7 χ Ν considering the condition that B / C is greater than 0.03, N less than 0.0060%, the remainder iron and unavoidable impurities in a finishing temperature greater than the cold rolled strip is transformation point hot-rolled, the hot band at a speed of 10 to 150 ° C / s cooled, wrapped tape at a temperature of less than 730 0 C, pickled and the coil is cold pressed, wherein - • Ar ,, a heat treatment temperature between the Ac 1 transformation point and 800 0 C is subjected to a compensation treatment and the strip is cooled at a rate of greater than 3 ° C / s.
2. Verfahren wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsbehandlungszeit in einem Bereich von 20 s bis2. The method as described above, characterized in that the equalization treatment time in a range from 20 s to
5 min liegt.5 min.
3. Verfahren wie oben beschrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsbehandlungstemperatur und die Zeit zwischen 7 300C und 7800C und zwischen 60 s und 120 s jeweils liegen. 3. The method as described above, characterized in that the equalization treatment temperature and the time are between 7 30 0 C and 780 0 C and between 60 s and 120 s, respectively.
«ίο* na«Ίο * well
O Φ Ο * ο «Ο β οO Φ Ο * ο «Ο β ο
ö β β βö β β β
4. Verfahren wie vorstehend beschrieben/ dadurch
gekennz eichnet, daß die Abkühlgeschwindigkeit zwischen 10 und 50°C/s liegt.4. Method as described above / thereby
marked that the cooling rate is between 10 and 50 ° C / s.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Figur der Zeichnung an einem Beispiel näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt:The invention is explained in more detail below with reference to the single figure of the drawing using an example. The only figure in the drawing shows:
ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs
zwischen B-O,7 χ N und den mechanischen Eigenschaften
der Stahlbleche.a diagram to clarify the relationship
between BO, 7 χ N and the mechanical properties of the steel sheets.
Übliche Verfahren zur Herstellung eines hochfesten, kaltgewalzten Stahlblechs mit einem Zweiphasengefüge und mit eingelagertem B sind in der japanischen Patentanmeldung Nr. 21811/79 und der US-PS 3 951 beschrieben. In der zuerst genannten Patentanmeldung wird ein hochfestes kaltgewalztes Stahlblech mit · einer Zugfestigkeit von etwa 490,5 bis 882,9 H/irjn2 (50 bis 90 kg/mm2) und einer hohen Abstreckbarkeit beschrieben. Wie sich den Beispielen entnehmen läßt, hat das Stahlblech eine größere Streckgrenze als 382,59 N/mm2 (39 kg/mm2). Das Blech ist zur Verwendung bei einem Stoßfängerversteifungsmaterial oder einem Verstärkungsträger für den Innenraum der Türen bestimmt. Um bei einer Kollision maximal Energie zu absorbieren, hat das Blech eine hohe Zugfestigkeit und Streckgrenze. Die als zweite genannte Patentanmeldung beschreibt ein preßumformbaresY kaltgewalztes Stahlblech mit einer Zugfestigkeit von 441,5 bis 882,9 N/mm2 (45 bis 90 kg/mm2) und einer Streckgrenze von 343,35 bis 735,75 N/mm2 (35 bis 75 kg/mm2). Um ein gewünschtes Erzeugnis herzustellen/ wird die Kohlen stoffkonζentration eines Stahlbandes bei der Wärme-Conventional methods for producing a high strength cold rolled steel sheet having a two-phase structure and having B incorporated therein are described in Japanese Patent Application No. 21811/79 and US Pat. No. 3,951. The first-mentioned patent application describes a high-strength cold-rolled steel sheet with a tensile strength of approximately 490.5 to 882.9 H / irin 2 (50 to 90 kg / mm 2 ) and a high level of drawability. As can be seen from the examples, the steel sheet has a yield strength greater than 382.59 N / mm 2 (39 kg / mm 2 ). The sheet metal is intended for use in a bumper reinforcement material or a reinforcement beam for the interior of the doors. In order to absorb the maximum amount of energy in a collision, the sheet metal has a high tensile strength and yield point. The patent application mentioned as the second describes a press-formable cold-rolled steel sheet with a tensile strength of 441.5 to 882.9 N / mm 2 (45 to 90 kg / mm 2 ) and a yield strength of 343.35 to 735.75 N / mm 2 ( 35 to 75 kg / mm 2 ). In order to manufacture a desired product / the carbon concentration of a steel strip is
« w«W
behandlung unter einer Temperatur zwischen den A1- und A_-Umwandlungspunkten vergrößert, so daß sich eine hochfeste gehärtete Phase oder ein komplexes Gefüge nach dem Abkühlen bildet. Das hierbei beschriebene Verfahren macht sich die Fähigkeit von Si zu nutze, um die Kohlenstoffkonzentration zu erhöhen, so daß das erhaltene Produkt bis zu 0,7 %.Si enthält. Das in der ersten Literaturstelle beschriebene Erzeugnis hat auch einen hohen Si-Gehalt, um eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Streckgrenze zu erreichen. Nach der Erfindung soll ein hochfestes kaltgewalztes Stahlblech mit einer niedrigen Zugfestigkeit und einer wesentlich niedrigeren Streckgrenze als bei den Erzeugnissen geschaffen werden, die in den zuvor genannten beiden Literaturstellen beschrieben sind. Hierzu wird nach der Erfindung der Si-Gehalt so weit als möglich verringert, wodurch die spezielle Wahl von Gehaltswerten für B und C unter Einstellung des Zusammenhangs von B und N für die Bildung von Bainit, Troostit, Sorbit und anderen Carbiden, die die Streckgrenze erhöhen, so eingehalten, so daß sie weitgehend vermieden ist. Hierbei erhält man ein Stahlblech, das im wesentlichen die Martensitphase und Ferritphase enthält. Daher zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß die Zusammensetzung eines Stahlbandes derart eingestellt und die Bedingungen zum Warmwalzen derart gewählt werden, daß man ein preßumformbares, hochfestes, kaltgewalztes Stahlblech -. mit einem Zweiphasengefüge erhält.treatment under a temperature between the A 1 - and A_ transformation points, so that a high-strength hardened phase or a complex structure is formed after cooling. The process described here makes use of the ability of Si to increase the carbon concentration so that the product obtained contains up to 0.7% Si. The product described in the first reference also has a high Si content in order to achieve a high tensile strength and a high yield point. According to the invention, a high-strength cold-rolled steel sheet is to be created with a low tensile strength and a substantially lower yield strength than in the case of the products which are described in the aforementioned two references. For this purpose, according to the invention, the Si content is reduced as much as possible, whereby the special choice of content values for B and C while adjusting the relationship between B and N for the formation of bainite, troostite, sorbitol and other carbides which increase the yield strength , so complied with so that it is largely avoided. This gives a steel sheet which essentially contains the martensite phase and ferrite phase. Therefore, the invention is characterized in that the composition of a steel strip is adjusted and the conditions for hot rolling are selected in such a way that a press-formable, high-strength, cold-rolled steel sheet -. with a two-phase structure.
Der kritische Einfluß des Vorgabewerts auf den Gehalt der jeweiligen Komponenten des Stahls nach der Erfinduna wird nachstehend näher erläutert:The critical influence of the default value on the salary of the respective components of the steel according to the invention is explained in more detail below:
ft B ΟΠ44 Λ <ϊft B ΟΠ44 Λ <ϊ
ο * α ο * α
Kohlenstoff muß in einer Menge von größer als 0,02 % vorhanden sein, um eine Martensitphase durch Abkühlen aus dem Temperaturbereich der beiden Phasen (vC+'j-) zu erreichen. Ein Stahl, der einen übermäßig großen Kohlenstoffgehalt hat, ergibt ein Stahlblech, das eine schlechte ümformbarkeit sowie eine äußerst schlechte Schweißbarkeit hat. Daher ist die obere Grenze für den Kohlenstoffgehalt 0,20 %. Zweckmäßigerweise liegt der Kohlenstoffgehalt zwischen 0,03 und 0,10 %.Carbon must be in an amount greater than 0.02% be present to create a martensite phase by cooling out of the temperature range of the two phases (vC + 'j-) to reach. A steel that has an excessively large carbon content gives a steel sheet that has has poor formability and extremely poor weldability. Hence the upper one Limit for the carbon content 0.20%. Appropriately the carbon content is between 0.03 and 0.10%.
Im allgemeinen treibt Silicium Kohlenstoff zu den Korngrenzen und unterstützt die Bildung eines Zweiphasenge füges. Wenn aber Si dem Stahl nach der Erfindung zugegeben wird, reagiert in den Korngrenzen nur konzentriertes Bor mit dem verdrängten Kohlenstoff bei der Abkühlung im Anschluß an die Wärmebehandlung im Temperaturbereich der (■» j) -Phase. Dies führt dazu, daß die Bormenge in der festen Lösung, die beim nach der Erfindung angestrebten Zweck äußerst wichtig ist, vermindert wird, so daß die Bildung des gewünschten Zweiphasengefüges schwierig wird. Als Folge hiervon hat das erhaltene Erzeugnis eine hohe Streckgrenze und somit ein hohes Streckverhältnis. Ferner ist Silicium eines der Elemente, das eine große Fähigkeit hat, Stähle zu-verfestigen und durch die Zugabe einer kleinen Menge wird eine größere Festigkeit erreicht. Daher ist Silicium unnötig, wenn man die nach der Erfindung angestrebte Festigkeit des Stahls erreichen will.In general, silicon drives carbon to the grain boundaries and supports the formation of a two-phase structure. If, however, Si is added to the steel according to the invention, only concentrated boron reacts in the grain boundaries with the displaced carbon during cooling following the heat treatment in the temperature range of the (■ » j) phase. As a result, the amount of boron in the solid solution, which is extremely important for the purpose of the invention, is reduced, so that the formation of the desired two-phase structure becomes difficult. As a result, the product obtained has a high yield strength and thus a high draw ratio. Further, silicon is one of the elements that has great ability to strengthen steels, and greater strength is achieved by adding a small amount. Therefore, silicon is unnecessary if one wants to achieve the strength of the steel aimed at according to the invention.
Mangan ist ein Element, das eine stabile —Phase liefert und die Bildung einer Übergangsstruktur beim Abkühlen unterstützt. Wenigstens 1,0 % Mn ist zur Er-Manganese is an element that provides a stable phase and the formation of a transition structure on cooling supports. At least 1.0% Mn is
* β · » «Or »V* β · »« Or »V
reichung des nach der Erfindung angestrebten Zwecks notwendig. Wenn aber der Mn-Gehalt zu groß ist, wird die Stahlherstellung und Verarbeitung schwierig und das erhaltene Produkt hat eine schlechte Schweißbarkeit. Daher ist die obere Grenze für den Mn-Gehalt 2,0 %. Vorzugsweise liegt der Mn-Gehalt zwischen 1,2 und 1,6%.Reaching the purpose sought after the invention is necessary. But if the Mn content is too high, steelmaking and processing becomes difficult, and the product obtained has poor weldability. Therefore, the upper limit for the Mn content is 2.0%. Preferably the Mn content is between 1.2 and 1.6%.
Aluminium ist ein desoxidierendes Element, das not- · wendig ist, daß Bor seine Wirkung vollständig hervorbringt (die nachstehend näher beschrieben wird). Wenigstens 0,005 % Aluminium ist in Form von lös- ' lichem Aluminium erforderlich. Wenn der Aluminiumgehalt zu groß ist, bilden sich Aluminiumoxidklumpen, wodurch die Oberflächeneigenschaften des erhaltenen Stahlblechs schlechter werden und sich eine schlechte Umformbarkeit ergibt. Daher beläuft sich die obere Grenze für den Al-Gehalt auf 0,100 %.Aluminum is a deoxidizing element that it is agile that boron fully produces its effect (which will be described in more detail below). At least 0.005% aluminum is required in the form of soluble aluminum. When the aluminum content is too large, alumina lumps are formed, reducing the surface properties of the obtained Steel sheet become inferior and poor formability results. Hence the upper one amounts to Limit for the Al content to 0.100%.
Auch ist Bor ein wichtiges Element, wenn der nach der-Erfindung angestrebte Zweck erreicht werden soll. Bor kann in Stählen in Form eines Nitrids, Carbids, Oxids oder einer festen Lösung vorhanden sein. Um den nach der Erfindung angestrebten Zweck zu erreichen, d.h. ein niedriges Streckverhältnis in einem hochfesten, kaltgewalzten Stahlblech mit einem Zweiphasengefüge, muß Bor in Form einer festen Lösung vorhanden sein. Bor reagiert aber leicht mit Stickstoff im Temperaturbereich der -!--Phase und die.Bildung von Bornitrid (BN) ist unvermeidbar. Daher ergibt sich der Gehalt von Bor in der festen Lösung durch B-O,7 χ N, d.h. der gesamte Borgehalt minus dem Anteil, der mit N reagiert. Um den nach der Erfindung angestrebten Zweck zu erreichen, ist 0,0003 % Bor in Größen von B-O,7 χ N notwendig. Wenn der B-Gehalt zuBoron is also an important element if the aim of the invention is to be achieved. Boron can be present in steels in the form of a nitride, carbide, oxide, or a solid solution. Around To achieve the purpose sought by the invention, i.e. a low draw ratio in one high-strength, cold-rolled steel sheet with a two-phase structure, boron must be present in the form of a solid solution be. However, boron reacts easily with nitrogen in the temperature range of the -! - phase and formation of boron nitride (BN) is inevitable. Therefore, the content of boron in the solid solution is given by B-O.7 χ N, i.e. the total boron content minus the portion that reacts with N. To the according to the invention To achieve the intended purpose, 0.0003% boron in sizes of B-O.7 χ N is necessary. When the B content increases
OO ti AU 0 »OO ti AU 0 »
ö β β O δ- rfö β β O δ- rf
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S * » ö ί> ί» β 4S * »ö ί> ί »β 4
η« β » a ο ο ·η «β» a ο ο ·
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groß ist, bilden sich in der Oberfläche der Bramme Risse. Daher belauft sich die obere Grenze für den B-Gehalt in Größen von B-O,7 χ N auf 0,0050 %.is large, cracks are formed in the surface of the slab. Therefore, the upper limit for the B content in sizes from B-O.7 χ N to 0.0050%.
Figur 1 zeigt den Zusammenhang zwischen B-O,7 χ Ν und den mechanischen Eigenschaften der kaltgewalzten Stahlbleche, die im.Labor aus heißgewalzten Stahlbändern hergestellt worden sind, die 0,05 bis 0,6 % C, 0,01 bis 0,02 %.Si, 1,5 bis 1,6 % Mn, 0,02 bos 0,40 % lösliches Aluminium, 0,0040 bis. 0,0045 % N und 0 bis 0,0080 % B enthalten. Das heißgewalzte Stahlband wird, kaltgewalzt, einer Ausgleichsbehandlung bei 7750C zwei Minuten lang und einer kontinuierlichen Wärmebehandlung bei einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 20°C/s unterworfen. Wenn B-O,7 χ Ν entsprechend dem Gehalt von B in der festen Lösung größer als 0,0003 % war, erhält man Stahlbleche, die eine überraschend niedrige Streckgrenze haben. Daher ist zu verstehen, daß nichtder absolute Wert des B-Gehalts, sondern der B-Gehalt in der festen Lösung zur Erzeugung des hochfesten, kaltgewalzten Stahlblechs von Bedeutung ist, das eine niedrige Streckgrenze und eine sehr gute Umformbarkeit hat.Figure 1 shows the relationship between BO, 7 χ Ν and the mechanical properties of the cold-rolled steel sheets that have been produced in the laboratory from hot-rolled steel strips that contain 0.05 to 0.6% C, 0.01 to 0.02%. Si, 1.5 to 1.6% Mn, 0.02 to 0.40% soluble aluminum, 0.0040 to. Contains 0.0045% N and 0 to 0.0080% B. The hot-rolled steel strip is cold-rolled, a countervailing treatment at 775 0 C for two minutes and subjected to continuous heat treatment at a cooling rate of 20 ° C / s. If BO, 7 χ Ν, corresponding to the content of B in the solid solution, was greater than 0.0003%, steel sheets are obtained which have a surprisingly low yield point. Therefore, it should be understood that it is not the absolute value of the B content but the B content in the solid solution that is important for producing the high-strength cold-rolled steel sheet which has a low yield point and a very good formability.
Um die Bildung von Bor-in der festen Lösung zu gewährleisten, muß die Bildung von Boroxiden durch Desoxidation der Stahlschmelze adäquat zu Aluminium vor der Zugabe von Bor verhindert werden. Es ist sehr schwierig, die Bildung von Borcarbid vollstän- ■ dig zu verhindern. Um eine bestimmte Menge an Bor in der festen Lösung beim Vorhandensein einer relativ großen Kohlenstoffmenge sicherzustellen, und um ein hochfestes Stahlblech mit einem Zweiphasengefüge und einem niedrigen Streckverhältnis zu erzeugen,To ensure the formation of boron in the solid solution, The formation of boron oxides by deoxidation of the steel melt must be adequate to aluminum can be prevented before the addition of boron. It is very difficult for boron carbide to form completely dig to prevent. To a certain amount of boron in the solid solution in the presence of a relative large amount of carbon, and a high-strength steel sheet with a two-phase structure and to produce a low draw ratio,
muß das Verhältnis von B zu C (B/C) wenigstens 0,03, gemessen in Gewichtsprozent, und größer sein.the ratio of B to C (B / C) must be at least 0.03, measured in percent by weight, and greater.
Stickstoff reagiert mit Bor unter Bildung von Bornitrid/ wodurch die Bildung von Bor in der festen Lösung behindert wird. Daher beläuft sich die obere Grenze für den N-Gehalt auf 0,0060 %, vorzugsweise auf 0,0040 %.Nitrogen reacts with boron to form boron nitride / thereby hindering the formation of boron in the solid solution. Hence the upper one amounts to Limit for the N content to 0.0060%, preferably to 0.0040%.
Als unvermeidbare Verunreinigungen kommen Schwefel und Phosphor vor. Schwefel ist für die Herstellung eines leicht preßumformbaren Stahlblechs nachteilig und daher sollte sein Gehalt zweckmäßigerweise kleiner als 0/015 % sein. Phosphor ist ein Element, das die Bildung einer starken festen Lösung unterstützt/ so daß zum Erreichen des hochfesten Stahlblechs nach der Erfindung nicht mehr als 0,08 % P enthalten sein sollen. Um jedoch ein leicht preßumformbares Stahlblech zu erhalten, wird der P-Gehalt zweckmäßigerweise so klein wie möglich gewählt.Sulfur and phosphorus are unavoidable impurities. Sulfur is for making of an easily press-formable steel sheet is disadvantageous and therefore its content should advantageously be smaller than 0/015%. Phosphorus is an element that aids in the formation of a strong solid solution / so that to achieve the high-strength steel sheet according to the invention no more than 0.08% P must be contained should. However, it is an easily press-deformable sheet steel To obtain, the P content is expediently chosen as small as possible.
Zusätzlich zu den zuvor erwähnten Elementen werden Gr, Mo -und andere Elemente in einer Menge von 0,2 bis 1/0 % zugegeben, die die Bildung von Martensit unterstützen. Diese Elemente können entweder allein oder in Verbindung miteinander eingesetzt werden. Auch ist es zum Erhalten einer hohen Abstreckbarkeit zweckmäßig, Ca, seltene Erdmetalle, Zr und andere Elemente zuzugeben, die die Bildung von Sulfit regeln.In addition to the aforementioned elements, Gr, Mo and other elements are used in an amount of 0.2 up to 1/0% added, which support the formation of martensite. These items can either be used alone or used in conjunction with each other. Also, it is for obtaining high ironability expedient to add Ca, rare earth metals, Zr and other elements that cause the formation of sulfite rules.
Die kritischen Einflußgrößen bei den Bedingungen zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung werden nachstehend näher erläutert. Eine Stahl-The critical influencing variables in the conditions for carrying out the method according to the invention are explained in more detail below. A steel
* * ft * ft O * Ao « A be. * * ft * ft O * Ao «A be.
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schmelze mit der zuvor beschriebenen Zusammensetzung, die in einem Elektroofen, einem Konverter und dergleichen gebildet worden ist, wird der Blockherstellung/ der Brammenherstellung oder dem Stranggießen zur Bildung von Brammen unterworfen. Die Bramme wird dann mit einer abschließenden Temperatur von größer als der Ar-.-Umwandlungspunkt warmgewalzt, mit einer Geschwindigkeit von TO bis 150°C/s abgekühlt und bei einer Temperatur von kleiner als 7 300C aufgewickelt. Wenn die Endbehandlungstemperatur beim Warmwalzen niedriger als der Ar-.-Umwandlungspunkt ist, läßt sich das gewünschte Zweiphasengefüge nur schwer erreichen. Wenn die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Warmwalzen zu klein ist, wird eine große Menge Borcarbid gebildet und man erhält kein kaltgewalztes Blech mit einem Zweiphasengefüge, das ein niedriges Streckverhältnis und eine hohe Festigkeit hat.The melt having the above-described composition formed in an electric furnace, a converter and the like is subjected to ingot-making / slab-making or continuous casting to form slabs. The slab is then hot rolled at a final temperature greater -.- than the Ar transformation point, at a rate of TO to 150 ° C / s cooled and coiled at a temperature of less than 7 30 0 C. If the finishing temperature in hot rolling is lower than the Ar -.- transformation point, the desired two-phase structure can be difficult to achieve. If the cooling rate after hot rolling is too slow, a large amount of boron carbide will be generated and a cold-rolled sheet having a two-phase structure which has a low draw ratio and a high strength will not be obtained.
Daher beträgt der untere Grenzwert für die Abkühlungsgeschwindigkeit 10°C/s. Wenn die Abkühlungsgeschwindigkeit zu groß ist, hat das warmgewalzte Blech ein bainitisches Abschreckgefüge und ein nadeliges Ferritgefüge, wobei diese Gefüge eine hohe Streckgrenze bei dem kaltgewalzten Blech zur Folge haben und man eine äußerst schlechte Duktilität. erhält. Daher beläuft sich der obere Grenzwert für die Abkühlungsgeschwindigkeit auf 150°C/s. Wenn die Aufwickeltemperatur höher als 7300C ist, wird eine große Menge an Borcarbid gebildet und die nach der Erfindung angestrebte Zielsetzung wird nicht erreicht.Therefore, the lower limit for the cooling rate is 10 ° C / s. If the cooling rate is too great, the hot-rolled sheet has a bainitic quenching structure and a needle-like ferrite structure, which structures result in a high yield strength in the cold-rolled sheet and extremely poor ductility. receives. Therefore, the upper limit for the cooling rate is 150 ° C / s. If the winding temperature is higher than 730 ° C., a large amount of boron carbide is formed and the aim of the invention is not achieved.
Der warmgewalzte Wickel wird dann gebeizt, kaltgewalzt, bei einer Wärmebehandlungstemperatur zwischenThe hot-rolled coil is then pickled, cold-rolled, at a heat treatment temperature between
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dem Ac.-Umwandlungspunkt und 8000C einer Ausgleichsbehandlung unterzogen und dann mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von größer als 3°C/s abgekühlt. Wenn die Wärmebehandlungstemperatur niedriger als der Ac1-Umwandlungspunkt ist, erhält man ein Zwei- phasengefüge, bestehend aus der Ferrit- und der Martensitphase nicht. Daher ist der untere Grenzwert für die Wärmebehandlungstemperatur der Ac,.-Umwand lung spunkt. Wenn die Wärmebehandlungstemperatur größer als 8000C ist, nimmt das Volumenverhältnis der Ferritphase ab und das hierbei erhaltene Gefüge hat trotz eines Zweiphasengefüges nicht das gewünschte niedrige Streckverhältnis. Wenn die Zeit für die Ausgleichsbehandlung kleiner als 20 Sekunden ist, erhält man das gewünschte Zweiphasengefüge nicht und wenn der Zeitraum größer als 5 Minuten ist, bilden sich grobe Inseln der /v-Phase (Martensitphase), wodurch sich die Duktilität des erhaltenen Erzeugnisses vermindert. Vorzugsweise erfolgt die Ausgleichsbehandlung bei einer Temperatur zwischen 730 und 7800C während einer Zeitdauer von 60 bis 120 Sekunden.the Ac. transformation point and 800 0 C subjected to a leveling treatment and then cooled at a cooling rate of greater than 3 ° C / s. If the heat treatment temperature than the Ac 1 transformation point is lower, is not obtained a two-phase structure consisting of the ferrite and the martensite phase. Therefore, the lower limit value for the heat treatment temperature is the Ac, - conversion point. If the heat treatment temperature is higher than 800 0 C, the volume ratio of the ferrite phase decreases and the structure thus obtained, in spite of a two-phase structure is not the desired low stretch ratio. If the time for the equalization treatment is less than 20 seconds, the desired two-phase structure is not obtained, and if the period is longer than 5 minutes, coarse islands of the / v-phase (martensite phase) are formed, thereby reducing the ductility of the product obtained. The equalizing treatment is preferably carried out at a temperature between 730 and 780 ° C. for a period of 60 to 120 seconds.
Wenn die zuvor beschriebenen Bedingungen für die Zusammensetzung und die Herstellung bzw. der Verarbeitung erfüllt werden, erhält man die gewünschte Martensitphase dadurch, daß das Band mit einer Geschwindigkeit von größer als 3°C/s abgekühlt wird. Je größer die Abkühlungsgeschwindigkeit ist, desto größer ist der Mengenanteil· der Martensitphase und desto größer ist die Festigkeit, die man bei dem Erzeugnis erhält. Wenn aber die Abkühlung zu schnell erfolgt, wird eine große Martensitmenge an den Korngrenzen gebildet, die die Beanspruchungskonzentrierungsguellen bei der plastischen Verformung bilden,If the above-described conditions for composition and manufacture or processing are met, the desired martensite phase is obtained by moving the belt at a speed is cooled by more than 3 ° C / s. The greater the cooling rate, the more The greater is the proportion of the martensite phase and the greater the strength that is found in the product receives. But if the cooling occurs too quickly, a large amount of martensite will appear at the grain boundaries which are the sources of stress concentration during plastic deformation,
· » t> a se· »T> a se
« » 6 6« „ J«» 6 6 «" J
ο»ο »
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so daß man ein Erzeugnis erhält/ das eine schlechte Duktilität hat. Einen guten Ausgleich zwischen der Festigkeit und der Duktilität erhält man in einemso that you get a product / a bad one Has ductility. A good balance between strength and ductility is obtained in one
vorbestimmten Bereich für die Abkühlungsgeschwindig- ■ I keit., die bei der Erfindung zwischen 10 und 50°C/s jpredetermined range for the cooling speed ■ I. Which in the invention between 10 and 50 ° C / s j
liegt. Die Abkühlungsgeschwindigkeit ist hierbei als : lies. The cooling rate is here as :
die mittlere Abkühlungsgeschwindigkeit bis herab auf 3000C bezeichnet. Bei der Erfindung ist eine Überalterungsbehandlung sehr nachteilig und sollte daher vermieden werden.the mean cooling rate down to 300 0 C denotes. In the invention, an overaging treatment is very disadvantageous and should therefore be avoided.
Die Erfindung wird nachstehend an folgendem Bei- ;The invention is hereinafter based on the following;
spiel näher erläutert.game explained in more detail.
Stahlbrammen mit chemischen Zusammensetzungen,/die in der Tabelle.1 angegeben sind, wurden bei einer Endbehandlungstemperatur von 8800C warmgewalzt und bei einer Temperatur von 580 bis 6500C zu einer Blechstärke von 3,0 mm aufgewickelt. Die Bänder wurden gebeizt und auf eine Dicke von 0,8 mm kaltgewalzt. Die kaltgewalzten Bänder wurden kontinuierlich unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen wärmebehandelt. Die Tabelle 1 zeigt auch die mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Stahlbleche. Auch wurden die Bleche auf ihren Korrosionswiderstand untersucht. Auch die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. Die Proben A bis F nach der Erfindung hatten eine Streckgrenze zwischen 225,63 und 255,06 N/mm2 (23 und 26 kg/mm2), die so niedrig wie bei dem üblichen umformbaren, kaltgewalzten Stahlblech ist. Sie hatten eine Zugfestigkeit zwischen 392,4 und 539,55 N/mm2 (40 und 55 kg/mm2) und hatten ein Streckverhältnis von kleinerSteel slabs having chemical compositions / specified in Table.1, were hot rolled at a finishing temperature of 880 0 C and wound mm at a temperature of 580-650 0 C to a sheet thickness of 3.0. The strips were pickled and cold rolled to a thickness of 0.8 mm. The cold-rolled strips were continuously heat-treated under the conditions shown in Table 1. Table 1 also shows the mechanical properties of the steel sheets obtained. The sheets were also examined for their resistance to corrosion. The results obtained here are also shown in Table 1. Samples A to F according to the invention had a yield strength between 225.63 and 255.06 N / mm 2 (23 and 26 kg / mm 2 ), which is as low as that of the usual formable, cold-rolled steel sheet. They had a tensile strength between 392.4 and 539.55 N / mm 2 (40 and 55 kg / mm 2 ) and had a stretch ratio of less
**· T * tf ν« m ** · T * tf ν « m
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als 0/6. Die Vergleichsbeispiele G,. I und J, deren Zusammensetzung außerhalb der bei der Erfindung angebenen Bereichsangaben liegen, hatten eine Zugfestigkeit zwischen 402,21 und 519,93 N/mm2 (41 und 53 kg/mm2). Da sie eine hohe Streckgrenze hatten, war auch ihr Streckverhältnis groß. Das Vergleichsbeispiel H, das auch außerhalb der nach der Erfindung angebenen Bereichswerte liegt, hatte keine Zugfestigkeit, von 392,4 N/mm2 (40 kg/mm2). Aufgrund des hohen Si-Gehalts ergaben sich bei"der Probe I viele kleinere Löcher, wenn man sie hinsichtlich ihres Korrosionswiderstandes untersuchte. as 0/6. The comparative examples G ,. I and J, the compositions of which are outside the ranges given in the invention, had a tensile strength between 402.21 and 519.93 N / mm 2 (41 and 53 kg / mm 2 ). Since they had a high yield strength, their draw ratio was also high. Comparative Example H, which is also outside the range values given according to the invention, had no tensile strength, of 392.4 N / mm 2 (40 kg / mm 2 ). Because of the high Si content, "Sample I" showed many smaller holes when examined for corrosion resistance.
Wie zuvor beschrieben, schafft die Erfindung ein hochfestes, kaltgewalztes Stahlblech, das eine niedrige Streckgrenze und Streckverhältnisse hat und daher leicht umformbar ist. Daher kann es für innen und außen liegende Verkleidungsteile bei Kraftfahrzeugen verwendet werden. Ein hochfestes, warmgewalztes Stahlblech mit einer starken Preßumformbarkeit kann man aus einem warmgewalzten Stahlblech dadurch erhalten, daß man es einer kontinuierlichen Wärmebehandlung in der zuvor beschriebenen Art so lange unterwirft, daß es die angegebene Zusammensetzung hat. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein oberflächenbehandeItes Stahlblech, wie ein hochfestes, verzinktes Stahlblech aus einem warmen Band oder einem kalten Band unter Verwendung einer kontinuierlich arbeitenden Eisenzinktauchvorrichtung nach der Erfindung erhalten werden.As described above, the invention provides a high strength cold rolled steel sheet which is a has low yield strength and stretching ratios and is therefore easily deformable. Hence it can be for interior and exterior trim parts are used in motor vehicles. A high strength, A hot-rolled steel sheet having a strong press formability can be obtained from a hot-rolled steel sheet obtained by subjecting it to a continuous heat treatment in the manner previously described Subjects Art for so long that it has the specified composition. In another embodiment, a surface-treated steel sheet, like using a high-strength, galvanized steel sheet from a warm strip or a cold strip a continuously operating iron zinc dipping device according to the invention.
ja ·Yes ·
AllÖsl.
Al
■Ι 0 M.
■ Ι
to
U Ή ι
to
U Ή
Q) -ft
ten w
Q) Q)
> Λ -HQ)
Q) -ft
ten w
Q) Q)
> Λ
ff0/0015
ff
«
ο % 0.0015
«
ο %
t o & ii t o & ii
Tabelle 1 (Fortsetzung)Table 1 (continued)
walz-
bedin-
gungenWarm-
rolling
conditional
worked
bei der Durch
laufwärmebe
handlungconditions
at the through
running heat
plot
ge schwKühi
ge schw
stig
keit
N/mm2
(kg/mm2)Zugfe
stig
speed
N / mm 2
(kg / mm 2 )
nungDeh
tion
ver
hält--
nis 'Stretch
ver
holds--
nis'
wider- ■
standCorrosion
against- ■
was standing
temp.
(%) (°C)Wrap
temp.
(%) (° C)
behandlungCompensation
treatment
grenze
N/mm2
(kg/mm2)Stretch
border
N / mm 2
(kg / mm 2 )
(43,2)■ 423.79
(43.2)
2 min775 0 C χ
2 min
(23,5)230.53
(23.5)
(48,2)472.84
(48.2)
(23,9)234.45
(23.9)
(35,1)344.33
(35.1)
(24,5)240.34
(24.5)
(46,4)455.18
(46.4)
(24,1)236.42
(24.1)
(49,0)480.69
(49.0)
(25,4)249.17
(25.4)
(52,3)513.06
(52.3)
(26,2)257.02
(26.2)
(41,0)402.21
(41.0)
(32,8)321.76
(32.8)
(33,9)332.55
(33.9)
I*0.069
I *
(24,7)242.30
(24.7)
(45,6)447.33
(45.6)
(es haben
sich viele
kleine Löcher
gebildetbad
(have it
many
small holes
educated
2 min785 0 C χ
2 min
(33,9)332.55
(33.9)
(53,2)521, 89
(53.2)
2 min82O 0 C χ
2 min
(38,2)374.74
(38.2)
CD CO OOCD CO OO
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|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8128 | New person/name/address of the agent |
Representative=s name: LIEDL, G., DIPL.-PHYS. NOETH, H., DIPL.-PHYS., PAT |
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